[发明专利]一种处理高含铁量硫酸铜母液的方法

说明书

本发明提供了一种处理高含铁量硫酸铜母液的方法，涉及废液处理技术领域。具体包括以下步骤：(1)高含铁量的硫酸铜母液置于置换反应釜内，加入含铁、铜的废旧硬质合金材料；(2)升温到适宜条件，利用硬质合金材料中的铁与母液中的铜离子置换反应；(3)反应结束后，过滤反应釜中溶液，收集滤液，置于硫酸亚铁结晶系统，结晶得到硫酸亚铁副产品；(4)收集反应釜内滤饼即为海绵铜产品。进一步的，置换得到的海绵铜还可以作为制备硫酸铜的原料，得到纯度≥96％的硫酸铜。本发明提供的工艺利用生产硫酸铜的原料实现低成本的处理硫酸铜母液，整体制备方法简单高效、环境友好、不会产生二次污染，产成品纯度高，具有降本增效的技术效果。

技术领域

本发明属于废液处理技术领域，具体涉及一种处理高含铁量硫酸铜母液的方法。

背景技术

以废旧的含铜和铁的硬质合金、硬质合金刀具以及含铁和铜的其他物料作为原料回收铜制备硫酸铜的过程中，在母液循环利用到一定的程度后，母液中铁的含量会逐步提高，当铁的浓度达到一定程度后，会影响硫酸产品的质量，此时需要对硫酸铜的母液进行处理。

目前，对于硫酸铜母液处理的主要工艺有：(一)铁粉置换法置换铜，即在母液中加入铁粉进行置换，将母液中的铜置换为海绵铜，而置换后的溶液为硫酸亚铁溶液，进行结晶处理得到硫酸亚铁副产，该方法需要铁粉作为还原剂，增加生产成本，同时得到的海绵铜中仍含有大量的铁粉，海绵铜的铜含量不高。(二)铁矾法除铁，该方法需要在85℃以上高温进行，并需要在母液中加入大量的钠、钾、铵等一价阳离子，该法能耗高，渣量大，成本也比较高，还产生大量的铁矾渣，需要二次处理。(三)针铁矿法除铁，该法需要精确控制过程铁的浓度，并且反应温度也比较高，渣量也大，会有二次铁渣需要处理。(四)氢氧化铁法除铁则会由于母液中铁的浓度高会产生大量的氢氧化铁胶体，固液分离困难，会引入新的杂质离子，且会造成铜离子的吸附，进而造成铜的损失，同样也有废渣的二次处理问题。

由此可见，现有技术关于处理高含铁量硫酸铜母液的方法，存在着处理成本高、海绵铜质量低；废渣量大，且废渣易形成二次污染；还可能引入新的杂质离子，影响除铁后硫酸铜产品的质量等等诸多不足。

综上，如何提供一种简单、安全、环境友好的处理高含铁量硫酸铜母液方法，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理高含铁量硫酸铜母液的方法，以废旧硬质合金材料在一定的反应条件下置换硫酸铜母液中的铁元素，从而得到高纯度海绵铜，进而可制备高质量硫酸铜产品，另外滤液中的硫酸亚铁还可以室温结晶得到硫酸亚铁副产。

本发明提供的技术方案，所用废旧硬质合金材料量大易得，且来源于固体废弃物可以最大程度回收利用废弃材料，降低处理硫酸铜母液成本。整体制备方法简单高效、反应温度低、环境友好、不会产生二次污染，产成品纯度高，具有降本增效的技术效果。

为实现上述目的，本发明提供一种处理高含铁量硫酸铜母液的方法，具体包括以下步骤：

S1将硫酸铜母液置于反应釜中，向反应釜中加入废旧硬质合金材料；

S2加热反应釜，搅拌反应至硫酸铜母液中的铜被完全置换，至溶液中的铜含量≤1.0g/L；

S3过滤反应釜中溶液，收集滤液，置于硫酸亚铁结晶系统中结晶，得到硫酸亚铁副产；

S4收集滤饼，去除废旧硬质合金材料，即可得到纯度90％以上的海绵铜。

在一优选的实施方式中，所述步骤S4得到海绵铜产品后，还可以进行氧化浸出，得到纯度在96％以上的硫酸铜；

优选的，所述氧化浸出操作为：将海绵铜加热至温度70℃以上，加入硫酸和氧化剂，保温反应3-8小时后，冷却至室温结晶6-12小时，其中，所述氧化剂为双氧水，海绵铜、硫酸和氧化剂的质量比为100：(120-160)：(40-80)，更优选的，海绵铜、硫酸和氧化剂的质量比为100：140：60。